La antigua colonia romana se fundó entre los años 15 y 10 a.C., en tiempos del emperador Augusto. La ciudad, de tan solo 10 hectáreas y 1.000 habitantes, se erigió sobre una pequeña colina, y su espacio urbano estaba rodeado de murallas, con cuatro puertas de entrada. Estas se hallaban en los ejes de las calles principales que se cruzaban justo en el centro, donde se encontraba el foro o plaza pública. El templo, la basílica, el senado municipal y las tiendas, junto con las viviendas, completaban la ciudad.

El suministro de agua de la ciudad de Barcino se realizaba por medio de dos acueductos que transportaban el agua, uno desde el río Besós y el otro desde Collserola.

Fuera de la ciudad y al lado de los caminos estaban las tumbas y los mausoleos, como es el caso de la necrópolis que se conserva en la pl. Vila de Madrid

En el siglo IV se construyó una nueva muralla, adosada a la parte exterior de la anterior y reforzada con torres de defensa.

En el Museo de historia se encuentra uno de los conjuntos subterráneos más grandes de Europa acondicionados como museo. Éste conserva en el subsuelo de la ciudad 4.000 metros cuadrados de la antigua Barcino. Una exposición muestra también una aproximación a la cultura de los íberos (habitantes de la llanura de Barcelona antes de la llegada de los romanos), así como a la fundación de Barcino, y permite conocer quién vivía en la ciudad y de qué modo, a partir de numerosos objetos hallados en las excavaciones llevadas a cabo.

Los principales puntos de interés de esta época romana son:
El templo romano (final del siglo I a.C.), en calle Paradís, 10.
La Vía Sepulcral romana (siglos I-III a.C.), en la plaza Vila de Madrid
Las murallas y la puerta de entrada a la ciudad romana de Barcino (siglos I a.C.-IV d.C.), en la plaza Nova
La muralla y la puerta de entrada a la ciudad de Barcino (siglos I a.C-IV d.C.), en calle Regomir, 3.
La muralla y las torres de defensa de la ciudad romana de Barcino (siglo IV d.C.), en la calle del Correu Vell
La muralla y las torres de defensa de la ciudad romana de Barcino (siglo IV d.C.), en la plaza Ramon Berenguer.
Las murallas y los acueductos romanos (siglo I a.C:), en la plaza Nova
Un barrio artesanal : talleres y factorias en Barcino.
Museo de historia de la ciudad (siglos II-IV) en la plaza del Rei
El conjunto episcopal (siglos IV-VIII), en el Museo de historia de la ciudad, plaza del Rei